电动绞车的传动装置(机械课程设计)

南京航空航天大学机械设计课程设计任务书题目：电动绞车的传动装置姓名学号学院专业08机械工程及其自动化班级指导教师设计完成日期2010年12月6日目录1.设计任务书……32.传动方案的拟定及电动机的选择……………43.传动装置的运动和动力参数计算……………64.传动零件的设计计算…………75.轴的计算……126.键连接的选择和计算………167.滚动轴承的选择和计算……188.联轴器的选择………………209.润滑与密封的选择…………2110.设计小结……2211.参考资料……23一.机械设计课程设计任务书转速r/min电流A效率%Y160M2-85.57201374%2.02.012934，分配传动比总传动比i按展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可由图1-9展开式曲线差得i1=6，i2=4。传动比误差为三.传动装置的运动和动力参数计算1，各轴转速nnnn2，各轴的输入功率P1=P2=PP3=P4=P3，各轴的输入扭矩已知T=9550*Pn,TTTT四，传动零件的设计计算1，第一级圆柱斜齿轮传动设计计算设计项目设计公示及说明结果选择齿轮材料，热处理工艺及精度等级1）考虑到价格，材料性能，均选用硬齿面，45钢，热处理工艺为表面淬火2）初估圆周速度v=3m/s，按表5-5选精度等级8-8-7。大小齿轮均45钢，精度等级8-8-7初选齿数初选齿数Z1=19大轮齿数Z2=u*Z1=114，取Z2=115齿宽系数ϕd，由表5-14，取齿宽系数ϕd=0.6（非对称），实际传动比i=Z2/Z1=6.05,误差为计算扭矩T1=71.82NZ1=19，Z2=115ϕd=0.T1=71.82N确定载荷系数工作情况系数KA，由已知条件查表5.12，取动载系数Kv，由v=3m/s查图5。12，取齿向载荷分布系数Kβ，根据图5.15，查得齿间载荷分布系数，初取β=15°，ε纵向重合度εε由图5.17，取K载荷系数K’=KKKKKK’=1.74求总工作时间tNN1=2.07*N按齿根弯曲疲劳强度设计求许用弯曲应力[σF]，由图5.28，取寿命系数YN1=0.90,，YN2=0.95,由图5.27c，取弯曲疲劳极限σFlim1=σFlim2[σ[σ确定当量齿数Zv1Zv1=Zv2=齿形系数，由图5.23，Y应力修正系数，查图5.24，Y重合度系数YY确定螺旋角系数Yβ，由于εβ比较两齿轮的YYFa1YSa1YFa2YSa2确定齿轮传动的模数T1=84.5kN.mm验算圆周速度v=修正模数，根据v=1.79m/s,查图5.12，得Kv‘=1.0911）修正载荷系数K=K’*KYYσ

YYFaYSa取标准模数m=2.5K=1.65确定传动的几何尺寸确定中心距a圆整为a=175mm圆整为a=175mm确定实际螺旋角ββ=arc确定分度圆直径d1,d2d1=mn取b1=35取b1=35,b2=30确定齿宽b,b=ϕd验算齿面接触强度确定节点区域系数ZH，查图5.20求得确定弹性系数Z确定Zε，根据图6.21螺旋角系数Z计算接触应力σHσ求许用接触应力[σH]。由图5.26，取寿命系数ZN1=0.95，ZN2=0.98。由图[σ[σZ满足疲劳强度2.第二级圆柱直齿轮传动设计计算设计项目设计公式及说明结果选择齿轮材料，热处理工艺及精度等级选齿轮材料为40MnB,经渗碳淬火，精度等级同前。初估圆周速度为0.6m/s大小齿轮均40MnB，精度等级8-8-7，V=0.6m/s初选齿数1初选小齿轮齿数Z1=22大轮齿数Z2=u*Z1=88，取Z2=872）齿宽系数ϕd，由表5-14，取齿宽系数ϕd=0.Z1=22，Z2=87ϕd=0.确定载荷系数工作情况系数KA，由已知条件查表5.12，取动载系数Kv，由v=0.6m/s查图5。12，取齿向载荷分布系数Kβ，根据图5.15，查得齿间载荷分布系数，初取β=15°，ε由图5.17，取K载荷系数K’=KKKKKK’=1.39求总工作时间tNN1=3.456*N按齿根弯曲疲劳强度设计求许用弯曲应力[σF]，由图5.28，取寿命系数YN1=0.90,，YN2=0.95,由图5.27c，取弯曲疲劳极限σFlim1=σFlim2[σ[σ齿形系数，由图5.23，Y应力修正系数，查图5.24，Y重合度系数YY比较两齿轮的YYFa1YSa1[σYFa2YSa2确定齿轮传动的模数T1=413.8N▪mm'≥验算圆周速度v=修正模数，根据v=0.553m/s查图5.12，得Kvm=m'*11）修正载荷系数K=K’*KYN1=0.90,σYS[σ[σYYYYYYFaYSa取标准模数m=4mmK=1.39确定传动的几何尺寸确定中心距aa=m确定分度圆直径d1,d2d1=m*z1=88mm.d2=m*z2=348mm.确定齿宽b,取ϕd=0.6。a=220mm取b1=60mm,b2=55mm。验算齿面接触强度确定节点区域系数ZH，查图5.20求得确定弹性系数Z确定Zε，

计算接触应力σHT1=413.8N▪mσ求许用接触应力[σH]。由图5.26，取寿命系数ZN1=0.95，ZN2=0.98[σ[σZZZZZS[σ所以满足疲劳强度五，轴的计算序号设计项目设计公式及说明结果高速轴最小直径首先根据扭转强度条件初估轴的最小直径。τ=对于圆柱轴，W因此d≥316*Tπ*[τ]强度校核Ft=2TdFbx=3.93*260370Fax=1.23KN，Mxz=118.6KN.m，M=Mxz2+Myzσ中间轴最小直径首先根据扭转强度条件初估轴的最小直径。τ=对于圆柱轴，W因此d≥316*Tπ*[τ]强度校核Ft1=2Td1Ft2=2Td2Fbx=FbyFax=10.95KN，Mxz1=657KN.m，Mxz2=559KN.m，很明显，截面一受弯扭更严重。计算Mv=M2+σ低速轴最小直径首先根据扭转强度条件初估轴的最小直径。τ=对于圆柱轴，W因此d≥316*T强度校核Ft=2TdFbx=11.8*72.5288Fax=8.83KN，Mxz=610KN.m，Mv=M六．键连接的设计计算设计项目计算公式或说明设计结果选择键连接的类型和尺寸一般八级以上精度的齿轮有定心精度的要求应选择平键连接，故选用圆头普通平键。高速轴T=71.82N▪m高速轴使用轴齿轮，无需键槽。中间轴T=413.81N▪m大齿轮（采用腹板式齿轮结构腹板长L=1.2d2=66mm）键槽：根据d2=55mm，从表中查得b=16mm,h=10mm,k=5mm.取L=63mm。l=L-b=47mmσ键槽二：d2’=60mmb=14mm,h=9mm,k=4.5mm.取L=45mm。l=L-b=31mmσ故采用双键结构。σb=16mm,h=10mm,k=5mmL=63mm低速轴T=1589.53N▪m根据d3=70mm，从表中查得b=20mm,h=12mm,k=6mm.取L=90mm。l=L-b=70mmσ故采用双键结构。σ七．滚动轴承的选择和计算序号设计项目计算公式及说明结果第一对轴承求当量动载荷P因该向心轴承承受Fr和Fa的作用，必须求出当量动载荷P。计算时用到的轴向系数X，轴向系数Y要根据Fa/Cor值查取，。根据表10.12，暂取Fa/Cor=0.029，则e=0.22.。因Fa/Fr=1430/2960=0.48>e，由表10.12可得X=0.56，查表10-11得fp=1.3（范围1.2~1.8）由式（10.7）得P=fp*求所需的基本额定动载荷查表10.9得，ft=1。所以，由式（10.6）得Cr=选择轴承型号查表得，按d=35mm,选定7207CJ型轴承。符合要求。第二对轴承求当量动载荷P因该向心轴承承受Fr和Fa的作用，必须求出当量动载荷P。计算时用到的轴向系数X，轴向系数Y要根据Fa/Cor值查取，。根据表10.12，暂取Fa/Cor=0.029，则e=0.22.。因Fa/Fr=1380/11300=0.122<求所需的基本额定动载荷查表10.9得，ft=1。假定使用期限为1500h所以，由式（10.6）得Cr=选择轴承型号查表得，按d=40mm,选定7208CJ型轴承。符合要求。第三对轴承选定轴承型号由于该轴只受到轴向载荷，故选择N系列轴承。由d=70mm，查表得到，N214符合要求。第四对轴承选定轴承型号同第三对轴承八，联轴器的选择设计项目计算公式及说明结果选择联轴器类型选择弹性柱销联轴器，其制造简单，有缓冲等作用弹性柱销联轴器选定联轴器型号1）求计算扭矩2）选定型号输入端联轴器：根据电动机和输入轴的直径尺寸，选择HL3弹性柱销联轴器J42*84J130*60GB5014输出端联轴器：根据卷筒和输出轴的直径尺寸，选择HL5联轴器J60*107J170*142GB5014九.润滑和密封的选择1低速级大齿轮通过浸油润滑，中间轴上齿轮通过啮合进行润滑。轴承通过齿轮带出的油经过油沟进行油润滑2输入和输出轴端采用毡封油圈进行密封，在两处轴承盖的位置添加。分别根据两处不同的轴径，选择不